937 resultados para ricostruzione immagini regolarizzazione in norma L1 metodo di tipo Newton formule L-BFGS


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The severity and frequency of opportunistic fungal infections still growing, concomitantly to the increasing rates of antimicrobial drug’s resistance. Natural matrices have been used over years due to its multitude of health benefits, including antifungal potential. Thus, the present work aims to evaluate the anti-Candida potential of the phenolic extract and individual phenolic compounds of Glycyrrhiza glabra L. (licorice), by disc diffusion assay, followed by determination of the minimal inhibitory concentration (MIC) and minimal fungicidal concentration (MFC) for both planktonic cells and biofilms. Licorice extract evidenced inhibitory potential against the nineteen tested Candida strains, but no pronounced effect was observed by testing the most abundant individual phenolic compounds. Candida tropicalis strains were the most sensible, followed by Candida glabrata, Candida parapsilosis and, then, Candida albicans. Lower MIC and MFC values were achieved to C. glabrata and C. tropicalis, which confirms its susceptibility to licorice extract; however, for C. tropicalis strains a higher variability was observed. Anti-biofilm potential was also achieved, being most evident in some C. glabrata and C. tropicalis strains. In general, a twice concentration of the MIC was necessary for planktonic cells to obtain a similar potential to that one observed for biofilms. Thus, an upcoming approach for new antifungal agents, more effective and safer than the current ones, is stablished; notwithstanding, further studies are necessary in order to understand its mechanism of action, as also to assess kinetic parameters.

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The need for solutions to minimize the negative environmental impacts of anthropogenic activities Fhas increased. Sewage sludge is composed of predominantly organic matter and can be used to improve soil characteristics, such as fertility. Therefore, its application in agriculture is an adequate alternative for its final disposal. However, there is a lack of information on its long-term effects on soil changes in tropical areas. Thus, the objectives of this study were to determine (i) the effect of sewage sludge application on heavy metal build-up in soil and maize grains and leaves, and (ii) the effects of soil amendment with sewage sludge on the chemical properties of a Brazilian oxisol. Besides the increasing levels of Zn, Cu, Ni, and Cr, amending soil with sewage sludge also alters the distribution of these metals by increasing the mobile Phases, which correlated significantly with the increase in metal extraction with two single extractants, Mehlich 1 and DTPA (Diethylene triamine pentaacetic acid). The levels of Fe, Mn, Zn, and Cu in maize grains and leaves increased with the type and rate of sewage sludge application. Nevertheless, metal build-up in soil and plants was within the allowed limits. Significant differences were also found in soil characteristics like humic fractionation with the applied sewage doses. The data obtained does not indicate any expressive drawbacks in the use of sewage sludge as a soil amendment, as the heavy metal concentrations observed are unlikely to cause any environmental or health problems, even overestimated loadings, and are in accordance with the Brazilian regulations on farming land biosolid disposal.

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Forest trees, like oaks, rely on high levels of genetic variation to adapt to varying environmental conditions. Thus, genetic variation and its distribution are important for the long-term survival and adaptability of oak populations. Climate change is projected to lead to increased drought and fire events as well as a northward migration of tree species, including oaks. Additionally, decline in oak regeneration has become increasingly concerning since it may lead to decreased gene flow and increased inbreeding levels. This will in turn lead to lowered levels of genetic diversity, negatively affecting the growth and survival of populations. At the same time, populations at the species’ distribution edge, like those in this study, could possess important stores of genetic diversity and adaptive potential, while also being vulnerable to climatic or anthropogenic changes. A survey of the level and distribution of genetic variation and identification of potentially adaptive genes is needed since adaptive genetic variation is essential for their long-term survival. Oaks possess a remarkable characteristic in that they maintain their species identity and specific environmental adaptations despite their propensity to hybridize. Thus, in the face of interspecific gene flow, some areas of the genome remain differentiated due to selection. This characteristic allows the study of local environmental adaptation through genetic variation analyses. Furthermore, using genic markers with known putative functions makes it possible to link those differentiated markers to potential adaptive traits (e.g., flowering time, drought stress tolerance). Demographic processes like gene flow and genetic drift also play an important role in how genes (including adaptive genes) are maintained or spread. These processes are influenced by disturbances, both natural and anthropogenic. An examination of how genetic variation is geographically distributed can display how these genetic processes and geographical disturbances influence genetic variation patterns. For example, the spatial clustering of closely related trees could promote inbreeding with associated negative effects (inbreeding depression), if gene flow is limited. In turn this can have negative consequences for a species’ ability to adapt to changing environmental conditions. In contrast, interspecific hybridization may also allow the transfer of genes between species that increase their adaptive potential in a changing environment. I have studied the ecologically divergent, interfertile red oaks, Quercus rubra and Q. ellipsoidalis, to identify genes with potential roles in adaptation to abiotic stress through traits such as drought tolerance and flowering time, and to assess the level and distribution of genetic variation. I found evidence for moderate gene flow between the two species and low interspecific genetic differences at most genetic markers (Lind and Gailing 2013). However, the screening of genic markers with potential roles in phenology and drought tolerance led to the identification of a CONSTANS-like (COL) gene, a candidate gene for flowering time and growth. This marker, located in the coding region of the gene, was highly differentiated between the two species in multiple geographical areas, despite interspecific gene flow, and may play a role in reproductive isolation and adaptive divergence between the two species (Lind-Riehl et al. 2014). Since climate change could result in a northward migration of trees species like oaks, this gene could be important in maintaining species identity despite increased contact zones between species (e.g., increased gene flow). Finally I examined differences in spatial genetic structure (SGS) and genetic variation between species and populations subjected to different management strategies and natural disturbances. Diverse management activities combined with various natural disturbances as well as species specific life history traits influenced SGS patterns and inbreeding levels (Lind-Riehl and Gailing submitted).

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Berry size and crop yield are widely recognized as important factors that contribute to wine quality. The final berry size indirectly affects the phenolic concentration of the wine due to skin surface-to-berry volume ratio. The effects of different irrigation levels, soil management and plant crop level on growth of ‘Trincadeira’ berries were studied. In order to test the influence of different irrigation levels (rainfed, pre-veraison and post-veraison), different soil management (tillage and natural cover crops) and different plant crop levels (8 and 16 clusters per vine), leaf water potential, skin anthocyanin, polyphenols, berry skin and seed fresh weight were measured in fruits. The segregation of berries into three different berry classes: small, medium and large, allowed to identify different levels of contribution of soil management and irrigation level into berry, skin and seeds ratios. As expected, higher water availability due to irrigation and soil tillage management during berry development induced an increase in berry flesh weight and this was more evident in larger berries; however, berry skin and seed fresh weight remained unchanged. Also, anthocyanins did not show significant differences.

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O enraizamento in vitro é uma etapa importante no processo de micropropagação, por permitir a formação de plantas completas para posterior aclimatização às condições ex-vitro. Objetivou-se no trabalho verificar o efeito do ácido naftalenoacético (ANA) no enraizamento in vitro de dois híbridos de pimenteira-do reino, um proveniente do cruzamento entre Bento x Guajarina e o segundo do cruzamento entre Bragantina x Arborium. Foram usados os ápices caulinares e segmentos nodais com gemas laterais como explantes, inoculados em condições assépticas em frascos contendo 40 ml de meio básico de cultura de Murashige e Skoog (MS), sacarose a 3%, vitamina 0,2, phytagel a 0,2% e pH ajustado para 5,8 com dose de 0,05 mg L-1 ANA e o testemunha com ½ MS + 0 ANA para os dois genótipos. Ambos cultivados por seis semanas sob condições de fotoperíodo de 16 h.luz.dia-1, com intensidade luminosa de 3.000 lux e temperatura de 25 ± 3oC. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, com 2 tratamentos e 5 repetições, sendo um frasco com cinco brotos por repetição. Os parâmetros avaliados foram: A percentagem de explante enraizados e o comprimento da raiz (mm) comprimento do broto (mm), número de raízes. Os dados foram submetidos à análise da variância. Pode-se concluir com os resultados que não há diferença significativa no desenvolvimento entre os dois híbridos a partir de brotos em meio 1/2 MS com 0,05 mg L-1 de ANA.

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A pimenteira-do-reino (Piper nigrum L.) é uma importante especiaria usada em diversas industriais e é um dos principais produtos agrícolas da pauta de exportações do estado do Pará. A propagação vegetativa, método comercial de produção de mudas de pimenteira-do-reino, se realizada a partir de plantas matrizes infectadas com vírus, promove à degenerescência da planta e prejuízos na produtividade. A temperatura elevada é uma alternativa para a limpeza clonal via micropropagação. O objetivo desse estudo foi verificar a termotolerância dos brotos cultivadas in vitro visando a limpeza clonal. Os explantes (gemas apicais e laterais) foram cultivados in vitro em experimentos preliminares de termotolerância. As temperaturas usadas foram: 32 ºC, 33 ºC, 34 ºC, 36 ºC e 38 ºC, com fotoperíodo de 16 h. luz. Foram avaliados: taxa de oxidação e desenvolvimento de novas folhas. Explantes de pimenteira-do-reino permaneceram incubadas em câmaras do tipo BOD com ajuste de temperatura por 30 dias em cada temperatura. À temperatura de 38 ºC ocorreu elevada taxa de oxidação dos explantes e sem desenvolvimento de brotos enquanto à temperatura de 32 ºC, os explantes diferenciaram in vitro com novas brotações e folhas, sem oxidação. A temperatura dos explantes in vitro influencia diretamente da taxa de sobrevivência e desenvolvimento de pimenteira-do-reino micropropagadas, sendo sugerida a temperatura de 32 ºC para auxiliar a limpeza clonal no processo de micropropagação.

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La tesi affronta il problema della ricostruzione di immagini di tomosintesi, problema che appartiene alla classe dei problemi inversi mal posti e che necessita di tecniche di regolarizzazione per essere risolto. Nel lavoro svolto sono presenti principalmente due contributi: un'analisi del modello di ricostruzione mediante la regolarizzazione con la norma l1; una valutazione dell'efficienza di alcuni metodi tra quelli che in letteratura costituiscono lo stato dell'arte per quanto riguarda i metodi basati sulla norma l1, ma che sono in genere applicati a problemi di deblurring, dunque non usati per problemi di tomosintesi.

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In questa tesi viene analizzato un metodo di regolarizzazione nel quale il problema di regolarizzazione è formulato come un problema di ottimizzazione vincolata. In questa formulazione è fondamentale il termine noto del vincolo, parametro per il quale dipende la bontà della ricostruzione, che corrisponde ad una stima della norma del rumore sul dato. Il contributo della tesi è l'analisi di un algoritmo proposto per stimare il rumore in applicazioni di image deblurring utilizzando la decomposizione in valori singolari dell'operatore che descrive il blur. Sono stati fatti numerosi test per valutare sia i parametri dell'algoritmo di stima che l'efficacia della stima ottenuta quando è inserita nel termine noto del vincolo del problema di ottimizzazione per la ricostruzione dell'immagine.

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A causa della limitata estensione del campo di vista del sistema, con un microscopio ottico tradizionale non è possibile acquisire una singola immagine completamente a fuoco se l’oggetto è caratterizzato da una profondità non trascurabile. Fin dagli anni ’70, il problema dell’estensione della profondidi fuoco è stato ampiamente trattato in letteratura e molti metodi sono stati proposti per superare questo limite. Tuttavia, è molto difficile riuscire a decretare quale metodo risulti essere il migliore in una specifica applicazione, a causa della mancanza di una metrica validata e adatta ad essere utilizzata anche in casi reali, dove generalmente non si ha a disposizione un’immagine di riferimento da considerare come “la verità” (ground truth). L’Universal Quality Index (UQI) è ampiamente utilizzato in letteratura per valutare la qualità dei risultati in processi di elaborazione di immagini. Tuttavia, per poter calcolare questo indice è necessaria una ground truth. In effetti, sono state proposte in letteratura alcune estensioni dell’UQI per valutare il risultato dei metodi di fusione anche senza immagine di riferimento, ma nessuna analisi esaustiva è stata proposta per dimostrare la loro equivalenza con l’UQI standard nel valutare la qualità di un’immagine. In questo lavoro di Tesi, partendo dai limiti dei metodi attualmente utilizzati per l'estensione della profondidi campo di un microscopio, ed esposti in letteratura, per prima cosa è stato proposto un nuovo metodo, basato su approccio spaziale e fondato su analisi locale del segnale appositamente filtrato. Attraverso l’uso di sequenze di immagini sintetiche, delle quali si conosce la ground truth, è stato dimostrato, utilizzando metriche comuni in image processing, che il metodo proposto è in grado di superare le performance dei metodi allo stato dell'arte. In seguito, attraverso una serie di esperimenti dedicati, è stato provato che metriche proposte e ampiamente utilizzate in letteratura come estensione dell'UQI per valutare la qualità delle immagini prodotte da processi di fusione, sebbene dichiarate essere sue estensioni, non sono in grado di effettuare una valutazione quale quella che farebbe l'UQI standard. E’ quindi stato proposto e validato un nuovo approccio di valutazione che si è dimostrato in grado di classificare i metodi di fusione testati così come farebbe l’UQI standard, ma senza richiedere un’immagine di riferimento. Infine, utilizzando sequenze di immagini reali acquisite a differenti profondidi fuoco e l’approccio di valutazione validato, è stato dimostrato che il metodo proposto per l’estensione della profondidi campo risulta sempre migliore, o almeno equivalente, ai metodi allo stato dell’arte.

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L’analisi istologica riveste un ruolo fondamentale per la pianificazione di eventuali terapie mediche o chirurgiche, fornendo diagnosi sulla base dell’analisi di tessuti, o cellule, prelevati con biopsie o durante operazioni. Se fino ad alcuni anni fa l’analisi veniva fatta direttamente al microscopio, la sempre maggiore diffusione di fotocamere digitali accoppiate consente di operare anche su immagini digitali. Il presente lavoro di tesi ha riguardato lo studio e l’implementazione di un opportuno metodo di segmentazione automatica di immagini istopatologiche, avendo come riferimento esclusivamente ciò che viene visivamente percepito dall’operatore. L’obiettivo è stato quello di costituire uno strumento software semplice da utilizzare ed in grado di assistere l’istopatologo nell’identificazione di regioni percettivamente simili, presenti all’interno dell’immagine istologica, al fine di considerarle per una successiva analisi, oppure di escluderle. Il metodo sviluppato permette di analizzare una ampia varietà di immagini istologiche e di classificarne le regioni esclusivamente in base alla percezione visiva e senza sfruttare alcuna conoscenza a priori riguardante il tessuto biologico analizzato. Nella Tesi viene spiegato il procedimento logico seguito per la progettazione e la realizzazione dell’algoritmo, che ha portato all’adozione dello spazio colore Lab come dominio su cu cui calcolare gli istogrammi. Inoltre, si descrive come un metodo di classificazione non supervisionata utilizzi questi istogrammi per pervenire alla segmentazione delle immagini in classi corrispondenti alla percezione visiva dell’utente. Al fine di valutare l’efficacia dell’algoritmo è stato messo a punto un protocollo ed un sistema di validazione, che ha coinvolto 7 utenti, basato su un data set di 39 immagini, che comprendono una ampia varietà di tessuti biologici acquisiti da diversi dispositivi e a diversi ingrandimenti. Gli esperimenti confermano l’efficacia dell’algoritmo nella maggior parte dei casi, mettendo altresì in evidenza quelle tipologie di immagini in cui le prestazioni risultano non pienamente soddisfacenti.

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Nonostante l’oggettiva constatazione dei risultati positivi riscontrati a seguito dei trattamenti radioterapici a cui sono sottoposti i pazienti a cui è stato diagnosticato un tumore, al giorno d’oggi i processi biologici responsabili di tali effetti non sono ancora perfettamente compresi. Inseguendo l’obbiettivo di riuscire a definire tali processi è nata la branca delle scienze biomediche denominata radiobiologia, la quale appunto ha lo scopo di studiare gli effetti provocati dalle radiazioni quando esse interagiscono con un sistema biologico. Di particolare interesse risulta essere lo studio degli effetti dei trattamenti radioterapici nei pazienti con tumore del polmone che rappresentano la principale causa di morte dei paesi industrializzati. Purtroppo per via della scarsa reperibilità di materiale, non è stato finora possibile studiare nel dettaglio gli effetti delle cure radioterapiche nel caso di questo specifico tumore. Grazie alle ricerche di alcuni biologi dell’IRST sono stati creati in-vitro sferoidi composti da cellule staminali e tumorali di polmone, chiamate broncosfere, permettendo così di avere ottimi modelli tridimensionali di tessuto umano allo stato solido su cui eseguire esperimenti al fine di regolare i parametri dei trattamenti radioterapici, al fine di massimizzarne l’effetto di cura. In questo lavoro di Tesi sono state acquisite sequenze di immagini relative a broncosfere sottoposte a differenti tipologie di trattamenti radioterapici. Le immagini acquisite forniscono importanti indicazioni densitomorfometriche che correlate a dati clinoco-biologico potrebbero fornire importanti indicazioni per regolare parametri fondamentali dei trattamenti di cura. Risulta però difficile riuscire a confrontare immagini cellulari di pre e post-trattamento, e poter quindi effettuare delle correlazioni fra modalità di irraggiamento delle cellule e relative caratteristiche morfometriche, in particolare se le immagini non vengono acquisite con medesimi parametri e condizioni di cattura. Inoltre, le dimensioni degli sferoidi cellulari da acquisire risultano essere tipicamente maggiori del parametro depth of focus del sistema e questo implica che non è possibile acquisire una singola immagine completamente a fuoco di essi. Per ovviare a queste problematiche sono state acquisite sequenze di immagini relative allo stesso oggetto ma a diversi piani focali e sono state ricostruite le immagini completamente a fuoco utilizzando algoritmi per l’estensione della profondidi campo. Sono stati quindi formulati due protocolli operativi per fissare i procedimenti legati all’acquisizione di immagini di sferoidi cellulari e renderli ripetibili da più operatori. Il primo prende in esame le metodiche seguite per l’acquisizione di immagini microscopiche di broncosfere per permettere di comparare le immagini ottenute in diverse acquisizioni, con particolare attenzione agli aspetti critici di tale operazione. Il secondo è relativo alla metodica seguita nella archiviazione di tali immagini, seguendo una logica di classificazione basata sul numero di trattamenti subiti dal singolo sferoide. In questo lavoro di Tesi sono stati acquisiti e opportunamente archiviati complessivamente circa 6500 immagini di broncosfere riguardanti un totale di 85 sferoidi. I protocolli elaborati permetteranno di espandere il database contenente le immagini di broncosfere con futuri esperimenti, in modo da disporre di informazioni relative anche ai cambiamenti morfologici subiti dagli sferoidi in seguito a varie tipologie di radiotrattamenti e poter quindi studiare come parametri di frazionamento di dose influenzano la cura. Infine, grazie alle tecniche di elaborazioni delle immagini che stiamo sviluppando sarà inoltre possibile disporre di una ricostruzione della superficie degli sferoidi in tempo reale durante l’acquisizione.

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La Tomografia Computerizzata perfusionale (TCp) è una tecnica che permette di effettuare studi funzionali di natura emodinamica dei tessuti ispezionati, misurandone la perfusione attraverso l’analisi temporale della diffusione del mezzo di contrasto. Ricerche recenti indicano come alcuni parametri (ad esempio, il blood flow) della perfusione ematica dell’organo interessato rappresentino un valido strumento per la valutazione dell’efficacia delle terapie anti-angiogenetiche. Valutazione che, potendo avvenire già in fase precoce, senza attendere i più tardivi cambiamenti dimensionali, consente un eventuale adeguamento, altrettanto precoce, della terapia in caso di risultati parziali o di insuccesso. Tuttavia diversi problemi, tra cui la difficoltà ad ottenere misure riproducibili, dovuta alla estrema variabilità delle cause di errore, costituiscono un ostacolo alla standardizzazione e, conseguentemente, alla trasposizione in clinica della TCp. Il lavoro di tesi ha avuto come obiettivo quello di identificare le principali sorgenti di errore in tutto il processo di preparazione dell’esame, generazione e archiviazione dei dati TCp al fine di fornire a IRST-IRCCS un protocollo perfusionale che consente di tenere sotto controllo, innanzitutto, tutti i parametri relativi alla somministrazione del mezzo di contrasto e alla fase di acquisizione delle immagini. Successivamente, è stato creato un catalogo di esami perfusionali, facilmente consultabile sia dal personale medico sia da quello ingegneristico. Infine, è stato fornito il supporto, sia ai medici sia agli ingegneri, per la messa a punto di un metodo di validazione visiva dei risultati ottenuti. Contestualmente, uno dei principali risultati del lavoro di Tesi è stato quello di creare, all’interno di IRST-IRCCS, una figura che funga da “collettore” fra i radiologi e gli ingegneri dell’Università di Bologna. Proprio in questo modo è stato possibile standardizzare le procedure di esecuzione degli esami perfusionali e implementare, attraverso l’interfacciamento tra il personale medico ed i ricercatori dell’Università, i protocolli per la gestione ed il trattamento dei dati acquisiti.

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In questo studio ci siamo proposti di investigare i sistemi di modulazione automatica della dose sui sistemi TC Multislice (Automatic Exposure Control – AEC) da tre diversi produttori, aventi differenti indicatori di qualità delle immagini. Il presente lavoro è stato svolto presso il Servizio di Fisica Sanitaria dell’Azienda Ospedaliera Universitaria - Policlinico Sant’Orsola-Malpighi di Bologna e consiste in un’analisi quantitativa della dose impiegata durante esami di Tomografia Computerizzata Multi-Slice (TCMS) e delle rispettive immagini radiologiche. Le immagini sono state acquisite con : GE LightSpeed VCT 64 e GE LightSpeed 16 (AEC AutomA 3D longitudinale e angolare), Siemens Sensation 16 (AEC CARE Dose 4D combinato), Philips Brilliance 16 e iCT 64 (separati in AEC ZDOM longitudinale e AEC DDOM angolare). Le acquisizioni TCMS sono state effettuate a differenti kV e mA di riferimento, al fine di investigarne gli effetti sulla modulazione, impiegando algoritmi di ricostruzione standard presenti su ogni macchina. Due fantocci antropomorfi simulanti la zona del torace e dell’addome sono stati utilizzati per simulare un paziente standard posizionato come in un esame clinico di routine ; a questo proposito, sono stati impiegati protocolli elicoidali standard con e senza modulazione. Sono inoltre stati testati differenti valori di indice di qualità delle immagini. Il profilo dei mA lungo la lunghezza è stato ottenuto utilizzando ImageJ, un programma open source comunemente utilizzato per l’elaborazione di immagini; i mAs sono stati normalizzati ad un fattore che tiene conto delle differenti geometrie e delle filtrazioni dei diversi scanner tomografici analizzati nell’esperienza. Il rumore è stato valutato tramite la scelta di determinate ROI (Region Of Interest) localizzate in aree il più possibili uniformi disponibili lungo i fantocci. Abbiamo registrato che una variazione del Noise Index o dei mAs di riferimento a seconda della tipologia di macchina analizzata risulta in uno shift dei profili di dose; lo stesso si è verificato quando sono stati cambiato kV o mA nella scout di acquisizione. Sistemi AEC longitudinali e combinati hanno mostrato profili di mAs normalizzati simili tra loro, con valori elevati evidenziati nella zona delle spalle e zona pelvi; sono state osservate differenze del 30-40% tra i differenti scanner tomografici. Solo in un caso di macchina analizzata si è verificato un comportamento opposto rispetto alle altre due tipologie di macchina in esame. A dispetto della differente natura dei sistemi AEC, i risultati ottenuti dai protocolli combinati e longitudinali sono simili tra loro. Il rumore presente nelle immagini è aumentato ad un livello accettabile e la sua uniformità lungo la direzione di scan è migliorata.